연구원은 살아있는 세포의 내부에 합성 고분자를 만든다

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Matt Monro. Sunrise, Sunset .

.연구원은 살아있는 세포의 내부에 합성 고분자를 만든다

Bob Yirka, Phys.org 작성 크레딧 : CC0 공개 도메인, 2019 년 4 월 22 일 보고서

에딘버러 대학교 (University of Edinburgh)의 한 연구팀은 살아있는 세포 내부에 합성 고분자를 만드는 것이 가능하다는 것을 입증했다. 저널 Nature Chemistry에 게재 된 논문 에서이 그룹은 그들이이 위업을 어떻게 풀어 냈는지 설명하고 그들의 연구가 세포 기능을 조절하는 새로운 가능성을 열어 줄 것이라고 제안합니다. 이 연구는 과거에 과학자들이 살아있는 세포의 존재에서 폴리머를 만들었다 고 지적했다. 그들은 또한 자유 라디칼 스 캐빈 저 (scavenger)가 존재하기 때문에 합성 폴리머 가 세포 내부에서 생성 될 수 없다고 믿었습니다. 폴리머를 만들려면 프리 래디컬을 모노머 혼합물에 첨가해야합니다. 이 새로운 노력에서 연구자들은 실험실에서 살아있는 세포 내부에 폴리머를 만들어이 믿음을 잘못 입증했습니다. 연구진은 세포 내부의 자유 라디칼 제거제가 라디칼의 존재에 신속하게 반응하여 중합 반응을 방지 할 수 없을 것이라고 이론화함으로써 연구를 시작했다고보고했다. 그들의 과정은 흡수 된 인간 세포 배양 물에 광개시제 분자를 첨가하는 것으로 시작되었습니다. 팀은 세포에 흡수 된 세포 배양 물에 생체 적합성 단량체를 첨가했다. 연구팀은 셀에 자외선을 조사하여 자유 라디칼이 광개시제에서 방출되도록했습니다. 자유 라디칼은 단량체 빌딩 블록 과 반응하여 (예를 들어, 스 캐빈 저는 그 존재에 반응 할 수있는 것보다 더 빠름) 고분자를 생성하게됩니다. 연구자들은 서로 다른 단량체를 사용하면 서로 다른 고분자가 생성된다는 사실을보고합니다. 일부는 심지어 형광성이었습니다. 그들은 폴리머 중 일부가 나노 입자가되고 일부는 세포가 움직이거나 움직이는 방식을 바꾸 었다고 지적합니다. 연구진은 살아있는 세포 내부에 고분자를 만들 수 있다는 지식은 세포 내부의 고분자로 상상할 수있는 다양한 가능성을 연구하고자하는 다른 연구팀에 의해 연구를 시작하게 할 것이라고 제안했다. 그들은 화학 생물학의 새로운 영역을 열어 놓을 수도 있다고 제안했다. 한편 연구진은 폴리머가 세포 내부에서 만들어 졌을 때의 폴리머의 영향과 세포 가 정상적으로 오래 살아남을 수 있는지에 대한 연구를 계속할 계획이다 .

https://phys.org/news/2019-04-synthetic-polymers-cells.html

.중력 에코 현상은 새로운 물리학의 열쇠가 될 것이라고 물리학 자

에 의해 RUDN 대학 신용 : Natalia Deryugina

중력 에코는 두 개의 블랙홀의 충돌로 인해 발생할 수 있으며 이러한 물체가 완전히 새로운 물성을 나타낼 수 있습니다. 이 결론은 일련의 수학적 계산 후에 RUDN 물리학 자에 의해 만들어졌다. 과학자들은 에코 현상의 존재가 확인되면 천체 물리학 자들은 콤팩트 우주 대상에 대한 그들의 관점을 다시 생각해야한다고 주장했다. 연구 결과는 Physical Review D에 발표되었다 . 일반 상대성 이론 (GR)에 따르면 거대한 물체는 시공간을 왜곡합니다. 중금속 볼을 신축성있는 신축성 원단에 놓을 때도 유사한 효과가 관찰됩니다. 무거운 공, 더 깊은 직물의 우울증입니다. 마찬가지로, 물체의 질량이 클수록 시공간 왜곡이 더 커집니다. 블랙홀은 우주에서 가장 무거운 물체 중 하나이며 따라서 시공간을 가장 왜곡시킵니다. 두 개의 블랙홀이 충돌하면 중력파가 충돌 지점에서 퍼집니다. 그들은 물 위의 고리, 또는 음파와 비교 될 수 있지만, 한 가지 중요한 특색이 있습니다. 중력파는 공간적으로 전파되지 않습니다. 그것들은 그 자체가 시공간의 진동입니다. 2 개의 블랙홀의 충돌로 인한 중력 파는 시간이 지남에 따라 감소하지만, 최종 단계에서는 소위 반향 파 산란을 일으킬 수 있습니다. 일반 음향 반향과 비교할 수 있습니다. 그러한 중력 에코의 존재는 아직 확인되지 않았으며 가능한 원인에 대해 다른 견해가 있습니다. 체코와 러시아의 동료들과 함께 RUDN 물리학자는 중력 에코의 존재가 실험적으로 확인되면 GR에 추가되는 새로운 물리학의 시작이라고 생각했습니다. 가설 적으로 블랙홀 은 은하 핵 , 부착물 디스크 또는 물질 구름 과 같은 인접한 거대한 물체의 영향을받을 수 있습니다 . 이전에는 중력파가 이러한 물체에 흩어져 에코를 형성 할 수 있다고 믿었습니다. 연구의 저자는 그러한 물체가 매우 약한 에코를 유발하거나 전혀 발생시키지 않는다는 수학적 증거를 제시했습니다. 계산에 따르면, 에코를 야기하는 물질의 응집에 대해, 그것의 질량은 적어도 블랙홀 자체의 질량과 비교되어야합니다. 그러나 블랙홀 주변에는 보통 무거운 물체가 없습니다. 발견 된 경우, 블랙홀의 중력파 는 초기 충돌 단계에서도 다르게 보일 것입니다. 두 번째 가능한 설명은 블랙홀 표면의 특정 경계 조건 일 수 있습니다. 그것들을 이해하기 위해서, 천체 물리학 자들은 블랙홀 에 대한 그들의 견해를 재검토해야 할 것이며 , 기존의 GR 체제 내에서 행해질 수는 없다. " 충돌 의 최종 단계 이후 에코가 등록되면 블랙홀 근처에 특정 거대한 물체가 존재하는 것이 아니라 콤팩트 물체의 표면을 묘사하는 새로운 물리적 법칙 이 있음을 보여주었습니다 "라고 Roman Konoplya는 말합니다 , 작품의 공동 저자이자 RUDN의 교육 과학 연구소 인 Gravitation and Cosmology의 연구원이다.

추가 탐색 블랙홀, 암흑 물질 및 이론 입자를 노출시키는 중력파 추가 정보 : RA Konoplya et al. 콤팩트 오브젝트의 메아리 : 표면 근처의 새로운 물리학 및 먼 거리의 물질, Physical Review D (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevD.99.024007 저널 정보 : 물리적 검토 D

https://phys.org/news/2019-04-gravitational-echo-phenomenon-key-physics.html

.단 염색 액 적의 국소화에 의한 생체 내 초 해상도

photoacoustic computed tomography 하여 중국 과학 아카데미 생체 내에서의 초고속 혈관 영상. 크레딧 : Pengfei Zhang, Lei Li, Lihong V. Wang Photoacoustic, 2019 년 4 월 18 일

컴퓨터 단층 촬영 (PACT)은 생물학적 조직을 빛으로 여기고 이후 생성 된 초음파를 감지하여 이미지를 형성하는 비 침습적 하이브리드 이미징 기술입니다. PACT는 광학 이미징 - 높은 광학적 대비와 초음파 이미징의 장점 - 생물학적 조직에서의 높은 분해능과 깊은 침투력을 결합합니다. PACT는 혈관 네트워크 맵핑, 기능적 뇌 영상 및 심부 조직에서 종양 탐지에 널리 사용됩니다. 그러나 초음파 를 감지함으로써 PACT는 모든 파 기반 영상 기술이 직면 한 파멸을 피할 수 없습니다. 파의 회절은 공간 해상도에 근본적인 한계를 제시합니다. 초음파 회절로 인해, 흡수 점 소스는 초음파 파장에 필적하는 크기를 갖는 이미지의 원반 (점 확산 함수)으로 펼쳐집니다. 따라서 조직의 구조가이 디스크에 의해 번짐에 따라 희미 해져서 초음파 파장보다 작은 거리로 분리 된 모든 특징을 해결할 수 없습니다. 단파장의 초음파를 검출함으로써 더 세밀한 해상도를 얻을 수는 있지만, 조직 내 초음파의 감쇠는 그에 따라 강하게되어 침투가 제한됩니다. 최근에 Lihong Wang이 감독 한 Caltech Optical Imaging Laboratory의 연구원은 생체 내 super-resolution PACT 기술을 개발했습니다. 그것은 혈관을 흐르는 단일 염색 물방울 의 중심을 국부 화함으로써 음향 회절 한계를 깨뜨린다 . 이 기술은 뇌 혈관을 6 배 미세한 해상도로 분해합니다. 이 연구는 Light : Science and Applications 에 발표되었습니다 . 연구진 은 오일에 IR-780 요오드화물과 같은 소수성 염료 용액을 사용하여 '광 음향 적으로 밝은'오일 - 물방울 을 만들었다. 작은 물방울의 크기는 4 ~ 30 마이크론으로 검출되는 초음파의 파장보다 훨씬 작기 때문에 우수한 광 음향 점 광원이됩니다. 작은 크기, 액체 순응도 및 높은 광 음향의 '밝기'를 활용하면 혈류에 주입 된 방울이 모세 혈관에서 부드럽게 흐르고 현지화 기반의 초 해상도 이미징을위한 우수한 추적기를 제공합니다. 생쥐 생쥐의 뇌 혈관에 물방울을 주입함으로써 연구자들은 3 단계로 초해 상 PACT를 달성했습니다. 첫 번째 단계는 단일 레이저 샷으로 단일 염색 방울을 이미지화하는 것입니다. PACT (~ 50 μs)의 데이터 수집 시간은 너무 짧아서 흐르는 물방울이 각 프레임에서 거의 동결됩니다. 주입 된 물방울의 수는 물방울이 음향 파장의 절반 이상으로 분리되도록 제어되어 각 물체 (디스크)의 이미지가 이웃 물체의 이미지와 중첩되지 않도록 보장합니다. 두 번째 단계는 점 분산 함수의 중심을 찾아서 각 방울의 정확한 위치를 결정하는 것입니다. 작은 물방울이 잘 분리되어 있기 때문에, 그 중심은 초음파 파장 보다 훨씬 작은 정밀도로 국한 될 수 있습니다 . 액적 흐름을 이용하면 밀접하게 분리 된 용기의 물방울은 동일한 이미지 프레임에 나타나지 않는 한 공간적으로 분해 될 수 있습니다. 마지막 단계는 소스 점의 충분한 밀도가 얻어 질 때까지 이미징 및 위치 파악 프로세스를 반복하는 것입니다. 연구진은 지속적으로 36,000 이미지 프레임을 획득하고 총 220,000 개의 방울을 국산화했습니다. 하나의 이미지에서 이러한 모든 포인트 소스의 위치를 표시함으로써 액적이 혈관 내에 갇혀 있기 때문에보다 정밀하게 분석 된 혈관 네트워크를 나타내는 수퍼 - 리졸 빙 이미지가 구축 될 수 있습니다. 이 이미지 의 공간 해상도 는 각 방울의 위치를 추정 할 수있는 정확도에 의해 결정되기 때문에 회절 한계를 초과합니다. 해상도 향상 외에도 흐르는 물방울을 추적하면 연구원들이 생쥐의 심뇌에서 혈류 속도를 특성화 할 수있게되었습니다. 미세 혈관 구조의 초 해상도 PACT는 흥미 진진한 전망을 가지고 있습니다. 이 기술은 심부 조직의 종양에서 혈관 신생과 같은 질병뿐만 아니라 정상적인 혈관 기능의 연구를 실질적으로 발전시킬 잠재력이있다.

추가 탐색 생체 내 피부 영상 기술 개발 자세한 정보 : Pengfei Zhang 외. 단일 염색 된 물방울의 국소화에 의한 생체 내 초 해상도 photoacoustic 컴퓨터 단층 촬영, Light : Science & Applications (2019). DOI : 10.1038 / s41377-019-0147-9 저널 정보 : Light : 과학 및 응용 중국 과학 아카데미에서 제공

https://phys.org/news/2019-04-vivo-super-resolution-photoacoustic-tomography-localization.html

.물리학 자들은 융합 장치의 가장자리에서 열 및 입자 흐름에 대한 이해를 향상시킵니다

Raphael Rosen, Princeton Plasma Physics Laboratory PPPL 물리학 자 CS Chang. 신용 : Elle Starkman, 2019 년 4 월 15 일

미국 에너지 부 (DOE)의 프린스턴 플라즈마 물리 연구소 (Physion Plasma Physics Laboratory, PPPL)의 물리학 자들은 "토카막 (tokamaks)"이라고 불리는 도넛 형 융합 장치의 가장자리에서 "플라즈마"로 알려진 전기적으로 충전 된 가스가 어떻게 흐르고 있는지에 대한 중요한 정보를 발견했다. 이 발견은 장기 유해 폐기물을 발생시키지 않으면 서 전기를 생성하기위한 융합 에너지를 생산하는 기계 개발에 대한 고무적인 신호를 표시합니다. 그 결과는 융합 반응에 의해 생성 된 열 배출의 폭이 생각보다 6 배 더 넓고 따라서 좁고 집중적이며 손상되지 않는 과거의 PPPL 결과를 부분적으로 뒷받침한다. "이 발견은 ITER에 좋은 소식이다"라고 PPPL 물리학자인 CS Chang 은 Plasmas 물리학 연구에 대한 설명의 수석 저자이자 프랑스의 건설중인 국제 융합 실험을 언급했다. "결과는 ITER의 열 배출이 기계에 해를 가할 가능성이 적음을 보여줍니다."라고 장은 말했다. 태양과 별을 움직이는 권력 인 융합은 자유 전자와 원자핵으로 구성된 물질의 고온의 충전 상태 인 플라즈마 형태의 가벼운 원소를 융합시켜 에너지를 생산합니다. 전 세계의 과학자들은 전기를 생성하기위한 사실상 무한정한 전력 공급을 위해 지구상에서 융합 을 재현하려고합니다 . 수천만에 달할 수있는 토카막 내의 수퍼 타임 플라즈마는 기계 벽에서 플라즈마를 유지하는 자기장에 의해 가두어졌습니다. 그러나 입자와 열은 자기 적으로 제한된 플라즈마와 자기 적으로 제한된 플라즈마 사이의 경계 인 "자기 분리막"에서 제한 필드에서 벗어날 수 있습니다. 이 경계에서 필드 선은 소위 X 점 (폐열과 입자가 빠져 나와 "다이버 터판"이라고하는 표적을 타격하는 지점)에서 교차합니다. 새로운 발견은 X 지점에서 언덕과 같은 전기 요금 충돌이 발생한다는 것을 보여줌으로써 배기 가스에 대한 X 지점의 놀라운 효과를 나타냅니다. 이 전기 언덕은 플라즈마가 플라즈마 입자를 중심으로 순환하게하여 플라즈마 입자가 직선 경로의 상류 및 하류 지역 사이를 오가는 것을 방지합니다. 대신, 건설 현장 주변에서 기동하는 자동차처럼, 충전 된 플라즈마 입자가 언덕 주위를 우회합니다. 연구진은 단일 유체가 아닌 개별 입자의 집합체로 플라즈마를 모델링하는 PPPL의 외부 공동 작업자와 개발 한 고급 컴퓨터 코드 인 XGC를 사용하여 이러한 결과를 산출했습니다. 모델은 X- 포인트 위에 위치한 상류 플라즈마와 간단한 코드로 예측되지 않는 방식으로 형성된 X- 포인트 아래의 하류 플라즈마 사이의 연결 이 배기 가스에 대한 보다 정확한 예측을 유도 하고 미래의 대형 내부 손상에 덜 취약한 규모의 시설 "이 결과는 플럭스 관을 포함하는 전선 모델의 이전 모델이 불완전하다는 것을 보여줍니다"라고 Chang은 말했습니다. 자속 영역을 둘러싸고있는 관형 영역을 언급하면서 "상류와 하류의 플라즈마 사이의 상호 작용에 대한 현재의 이해는 다음 단계는 우리와 같은 코드를 사용하여 상류와 하류의 플라스마 사이의 더 정확한 관계를 파악하는 것입니다.이 지식은 더 정확한 방정식과 개선 된 모델을 개발하는 데 도움이 될 것이며 사실상 이미 진행 중입니다. "

추가 탐색 팀, 슈퍼 컴퓨터로 융합 플라즈마의 가장자리를 연구 더 자세한 정보 : CS Chang 외, 스크랩 - 오프 층에서의 X- 포인트 이온 궤도 물리학 및 X- 포인트 주변의 국부적 인 정전 전위 섭동의 생성, Physics of Plasmas (2019). DOI : 10.1063 / 1.5072795 저널 정보 : Plasmas의 물리학 에 의해 제공 프린스턴 플라즈마 물리 연구소

https://phys.org/news/2019-04-physicists-particle-edge-fusion-device.html

.삶의 책 교정 : 유전자 편집이 더 안전하게 이루어졌습니다

Richard Harth, 애리조나 주립 대학 그래픽은 새로운 연구에서 기술 된 기술을 보여줍니다. CRISPR 유전자 편집에 사용 된 Cas9 단백질 버전이 변형되었습니다. 푸른 색으로 보인이 단백질은 적절한 기능을 유지하지만, 면역계의 T 세포 (갈색으로 보임)에 의한 외국 개체로서의 포식으로부터 숨겨진 "면역 침묵성"을 유지합니다. 크레딧 : Jason Drees, 2019 년 4 월 23 일

과학의 진보는 미지의 정글을 통해 탐험가를 방황하는 것과 같습니다. 흔히 빽빽한 덤불은 꿰 뚫을 수없는 것처럼 보일 수 있지만 특권이 부여 된 순간에는 개간이 시작되고 완전히 새로운 환경이 생깁니다. 이와 같은 것은 생물학 분야에서 유전 인자에 개입하기위한 강력한 기술의 최근 발견과 함께 일어나고 있습니다. 컴퓨터의 잘라 내기 및 붙여 넣기 기능의 용이성으로 유전자 를 편집하는 새로운 방법 은 원자의 분열보다 더 중대한 것으로 입증 될 수 있으며 치명적인 질병 에 대한 전쟁의 주요 진보를 나타냅니다 . CRISPR로 알려진 획기적인 일은 황홀한 낙관주의와 심각한 우려로 인사되었습니다. Arizona State University의 Nature Communications , Karen Andersen, Samira Kiani 및 그들의 동료 의 고급 온라인 판에 게재 된 연구 에서 잠재적으로 유전자의 편집 및 수리를 가능하게하는 유전자 편집 도구 CRISPR-Cas9를 "immunosilent"로 렌더링하는 방법을 설명합니다 안정되고 비밀스럽게 수행되어야한다. 이 연구는 Cas9 단백질의 면역 인식을 담당하는 지배적 인 결합 부위 또는 에피토프를 정확하게 예측하고 실험을 통해 수정을 목표로 삼은 연구이다. 이 발견은 CRISPR을 안전한 임상 적용에 한 걸음 더 가까이 다가 가게했습니다. Anderson은 Biodesign Virginia G. Piper Centre의 맞춤 진단 및 ASU의 생명 과학 대학의 교수입니다. 그녀는 또한 애리조나 주 메이요 클리닉의 부교수입니다. Kiani는 최근 ASU의 생명 과학 대학 (School of Life Sciences)과 생물 및 건강 시스템 공학부 (Biological and Health Systems Engineering)에서 그녀의 임명 외에도 Biodesign Institute에 합류했습니다. 그녀의 연구 관심사는 CRISPR 안전성을 향상시키기위한 합성 생물학 방법의 사용을 포함합니다. 고대 도구, 미래 과학 1987 년 일본 오사카에있는 한 연구팀이 특별한 것을 발견했습니다. 동일한 유전자 서열 이 대장균 의 세균 게놈에서 반복적으로 자라는 것으로 나타났다 . 이 palindromic 서열은 다양한 조성의 DNA로 구성된 약식 스 니펫 (snippets)으로 분리되었다. 이 이상한 반복 시퀀스의 본질과 그것들을 구분 짓는 흥미로운 DNA 구문은 수수께끼였다. 놀랍게도 그들은 다른 박테리아에 나타나기 시작했습니다. 사실, 그 현상은 보편적으로 보였고, 설명을위한 경쟁이있었습니다. 오늘날 우리는 연구원들이 이전에 알려지지 않은 박테리아 면역계 (CRISPR)를 발견했다는 것을 알고있다. CRISPR은 두 가지 주요 구성 요소에 의존합니다. 가이드 RNA로 알려진 첫 번째는 일종의 분자 블러드 하운드이며, 게놈의 특정 사이트를 수정하거나 사용할 수 없게 만드는 역할을합니다. Cas9로 알려진 두 번째 구성 요소는 endonuclease로 알려진 특별한 유형의 단백질입니다. 면도칼 날카로운 전정 가위와 같은 기능을하여 가이드 RNA가 위치한 원하는 위치에서 이중 가닥 DNA를 절단합니다. 대장균 과 같은 세균 이 익숙하지 않은 바이러스 (박테리오파지로 알려짐)에 의해 침입되면 CRISPR 시스템이 활성화됩니다. 박테리아 방어 기작이 바이러스를 성공적으로 무력화 시킨다면, CRISPR은 침입자의 DNA를 조각으로 절단하고 이러한 조각을 일종의 게놈 라이브러리에 저장합니다. 세균에 대한 계속되는 바이러스 공격으로 인해 CRISPR은 위반 바이러스의 DNA 부분과 이전의 바이러스 공격에 의한 세균의 DNA 단편 데이터를 비교하게됩니다. 가이드 RNA가 바이러스 DNA와 일치하는 것을 발견하면, 상보적인 서열과 결합하고 Cas9 단백질은 DNA를 절단하여 바이러스를 종결시킨다. 자연 2.0 영리한 연구자들은 CRISPR-Cas9가 범용 유전자 편집 도구의 역할을하는 것을 곧 인식하여 세균 게놈 전체에서 선택된 영역을 수정하는 것이 아니라 인간을 포함한 모든 살아있는 유기체의 게놈을 수정하는 데 유용했습니다. 가능성은 엄청나며 광범위한 유전 질환에 대한 효과적인 치료에 국한되지 않습니다. 처음으로 자연의 유전 적 오식을 교정하고 이러한 질병의 많은 부분을 완전히 치료하며 다른 사람들이 발생하지 못하게 막는 것이 가능할 수 있습니다. CRISPR은 또한 생태계를 근본적으로 변형시킬 잠재력을 보유하고 있으며, 유전자 이동으로 알려진 CRISPR 보조 기법을 통해 말라리아와 같은 질병을 멸종시키는 모기를 몰아내어 말라리아와 같은 질병을 제거하는 수단으로 제안되었습니다. 지구 역사상 처음으로 한 종은 자체 진화 과정 (박테리아, 기린, 삼나무 및 모든 행성 생명체의 진화는 물론)을 지시하는 열쇠를 가지고 있습니다. 현재, 생식선을 통해 계속되는 세대로 전염 될 수있는 인간의 유전자 편집 노력에는 금지되어 있지만, 적어도 하나의 경우에는 이러한 경계가 지나치게 과장되어있다. CRISPR 방식이 강력하고 다양하기 때문에 적용 생물학의 영역이 거의 없을 것입니다. 그러나 CRISPR이 클리닉에서 첫 번째 시험 단계를 수행하기 전에 유전자 절단 단백질 Cas9부터 시작하여 많은 안전 문제를 해결해야합니다. "과학 혁명만큼이나 사회 혁명적이기 때문에 많은 연구원들이 CRISPR 사용과 관련된 윤리적, 사회적, 안전 및 규제 고려 사항을 조사하기 시작했습니다."라고 Kiani는 말합니다. "CRISPR 치료의 통제 가능성, 특이성 및 부작용을 다루는 안전 공학은 중요한 추진력을 얻었으며 기술의 올바른 사용을 보장하기 위해 윤리적 인 논쟁이 발생했습니다. 우리 연구소는이 두 가지 문제를 모두 해결하는 데 관심이 있습니다." 면역 관리 Cas9는 빠르고, 정확하며 비효율적 인 유전자 편집 기술을 신속하고 저렴하며 치명적인 정확성의 절단 장치로 대체하는 정확하고 다양한 도구입니다. 그러나 Cas9는 본래의 형태로 인체에 잘 견딜 수 없습니다. 임상 용도로 CRISPR 기술을 안전하게 만드는 것이 핵심 관심사이며 문제는 해결해야합니다. 한 가지 필요성은 CRISPR의 중앙기구가 환자의 면역 체계에 의해 외국 단체로 인정되어 공격받지 않도록 보장하는 것입니다. 이런 종류의 면역 반응은 심각한 독성을 일으킬 수 있습니다. (희귀 유전 질환을 교정하기 위해 변형 된 유전자를 도입 한 초기 CRISPR 방법은 면역 체계가 파괴되어 여러 장기의 기능 상실과 사망을 초래할 때 비극을 초래했다. 오늘날 유전자 치료를위한 벡터의 개선으로 인해 다양한 유전성 질환 이러한 개입의 "목표 이탈"효과는 여전히 중요한 관심사입니다. Cas9 단백질은 일반적인 박테리아 인 streptococcus pyogenes 에서 유래 합니다. 앤더슨은 "우리 중 많은 사람들이 이미 연쇄상 구균 (streptococcus)에 면역이되어 있기 때문에 그룹 A 연쇄상 구균 감염이 있었다면 그 단백질에 대한 면역력이 이미 존재할 수있다"고 말했다. S. pyogenes는 인후, 생식기 점막, 직장 및 피부에 일반적으로 식민지화하는 둥근 박테리아로서 전 세계적으로 매년 7 억 명의 사람들에게 영향을줍니다. 그것은 류마티스 열 및 류마티스 성 심장 질환에서 성홍열 및 연쇄상 구균 인두염 (일반적으로 연쇄상 구균 인후로 알려져 있음)에 이르는 질병을 담당합니다. 이전의 유전자 편집 작업에서 인간 조직에서 세포를 제거하고 신체에서 리엔지니어링 및 교체했습니다. CRISPR의 힘은 연구자가 살아있는 사람의 조직 내에서 DNA를 수정하고 심지어 단일 CRISPR 개입으로 여러 유전자 변형을 표적으로 할 수있게 해줍니다. 앤더슨은 "간세포 나 신장이나 뇌 같은 장기에있는 세포를 고치는 것을 생각하고 싶다면 거기에 박테리아 단백질을 표현해야한다"고 말했다. 이것은 Cas9에 면역 반응을 일으키는 위협이 심각한 장애물이되는 곳입니다. Cas9는 시크릿 모드로 전환합니다. 새로운 연구는 Cas9가 실제로 사람에서 면역 원성이며 S. pyogenes에 대한 기존의 노출이 박테리아 단백질에 대한 면역 공격을 개시하도록 신체의 T 세포를 유도 할 수 있음을 확인했다. 143 개의 혈액 샘플을 스크리닝했을 때, 82 개 (또는 57.3 퍼센트)는 S. pyogenes에 대한 항체의 검출 가능한 수준을 나타냈다. 이번 연구는 면역 시스템에 의해 인식되고 표적화되지 않는 유전자 편집에 적합한 Cas9의 완전한 기능 버전을 만들기위한 노력을 설명한다. 이를 위해 연구진은 T 세포 인식과 공격을 유발하는 것과 직접 관련되어있는 Cas9 분자 (항원 결정기로 알려져 있음)에 결합하는 항체 영역을 확인했다. Cas9 에피토프의 소위 앵커 잔기의 두 가지 돌연변이를 개별적으로 또는 조합하여 탐구하여 면역 원성에 대한 효과를 평가 하였다. 단일 아미노산으로 이들 부위를 변형 시키면 위장 작용을 일으킬 수있는 Cas9 버전이 생산되었다. 돌연변이 된 펩타이드에 대한 T 세포 반응성은 Cas9의 DNA 절삭 능력을 손상시키지 않으면 서 25-30 배의 감소를 보였다. 앤더슨은 "이것이 우리가 한 일의 독특한 부분입니다. Cas9 유전자에서 하나 또는 두 개의 돌연변이를 일으킴으로써, 우리는 그 지배적 인 항원 결정기를 가지고 침묵 시키려했지만, 우리는 그것을 재 구축 했으므로 유전자는 여전히 기능적이었으며, 면역 학적으로 침묵은 아니지만 더 조용 해졌다. " 사실, 연구 결과는 배양 된 세포에서 재조합 된 Cas9는 면역 학적으로 덜 활성 적이지만 그 기능적 특성을 유지한다는 것을 확인했다. 저자는이 기술이 CRISPR 안전성을 더욱 향상시키고 면역 억제 약물의 필요성을 줄이기 위해 다른 전략과 결합 될 수 있다는 긴장감을 가지고 있습니다. CRISPR이 후 성적 변화를 일으키고, 침묵 유전자를 돌리며, 파괴 된 유전자의 활동을 변경 시키거나, 그렇지 않으면 DNA에 영구적 인 변화없이 유전자 발현을 변형시키는 데 사용될 수있는 흥미로운 새로운 연구 방법이 연구되고있다. 그러한 중재는 CRISPR 시스템이 유효 할 수 있도록 몸에서 훨씬 더 오래, 아마도 몇 주 또는 몇 달 동안 유지되어야 할 것입니다. 여기서 Cas9에 대한 잠재적 인 면역력은 더욱 중요한 고려 사항입니다. Cas9에 대한 면역 반응을 침묵시키기위한 에피토프의 주문 제작은 매력적인 접근법을 제공합니다. "우리는이 연구가 CRISPR의 면역 원성을 임상 시험을 위해 해결할 수있는 많은 노력의 시작이라고 기대한다"고 Kiani는 말한다.

추가 탐색 새로운 전략으로 CRISPR-Cas9 게놈 편집의 효율성 향상 추가 정보 : 자연과의 커뮤니케이션 (2019). DOI : 10.1038 / s41467-019-09693-x 저널 정보 : Nature Communications 에 의해 제공 애리조나 주립 대학

https://phys.org/news/2019-04-life-gene-safer.html

A&B, study(laboratory evolution, mainhotspot project)

B/http://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
A/https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
https://pr.ibs.re.kr/handle/8788114/5556?mode=full
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0